基于ARM的电力负荷管理控制终端

摘要

电力负荷管理是电力营销与客户服务工作的重要组成部分，电力负荷管理系统不仅是做好负荷预测、负荷控制、错峰避峰的技术手段，而且可以实现客户用电现场监测，为营销管理提供基础分析和管理的数据，同时还可以为客户提供用电负荷曲线优化分析，提高用电效率、开展能源管理、供电信息发布等服务，是需求侧管理的必要手段。 本文重点研究了基于ARM处理器和uC/Os-Ⅱ嵌入式实时操作系统的电力负荷管理控制终端。经过深入研究ARM处理器的体系结构与应用开发流程，详细论述了根据应用需求而自主设计的基于ARM的电力负荷管理控制终端，经过硬件设计，元件焊接与软件调试，实现了一个高性能的嵌入式系统，并充分发挥了ARM处理器的强大功能。 在系统的硬件设计上，论文对各部分电路作了详细分析。硬件部分涉及的电路包括电源电路、交流采样电路、存储电路、时钟电路、键盘和液晶显示电路、开关状态量采集电路、脉冲量采集电路、开关量输出电路、红外接口电路、RS-232和RS-485电路。这些模块电路构成了一个功能完善的、满足本应用需求的嵌入式硬件系统。在系统的软件设计上，首先简述了实时操作系统uC/OS-Ⅱ，并对uC/OS-Ⅱ内核移植到ARM上所需的条件作了详细分析，uC/OS-Ⅱ的移植包括移植规划、启动代码的编写和几个文件的修改。接着，在移植的基础上对整个系统进行编程，将整个系统划分成若干个任务，各个任务分别为键盘和液晶显示程序、交流采样程序、傅立叶变换程序、电能计量读取程序、实时时钟读取程序。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2研究现状和意义

1.3研究的应用前景

1.4研究内容

第二章系统硬件设计和实现

2.1电力负荷控制终端的功能要求和主要技术指标

2.1.1负荷管理控制终端的功能要求

2.1.2电力负荷管理控制终端的主要技术指标

2.2电力负荷控制终端的功能介绍

2.2.1功率定值闭环控制

2.2.2电能量定值闭环控制

2.3 ARM及LPC2214处理器简介

2.3.1 ARM概述

2.3.2 ARM的体系结构

2.3.3 ARM7TDMI(-S)

2.3.4处理器操作状态

2.3.5操作模式

2.3.6 LPC2214处理器功能结构和特性

2.4电力负荷管理控制终端的硬件结构

2.5模拟量输入电路分析

2.6存储电路和实时时钟电路的设计

2.7键盘和显示接口电路分析

2.8开关状态量采集电路分析

2.9脉冲量采集电路分析

2.10开关控制量输出电路分析

2.11复位电路的分析

2.12电源电路的分析

2.13系统时钟电路分析

2.14JTAG接口电路分析

2.15串行接口RS-232、RS-485电路分析

2.16红外接口电路分析

2.17 PCB板设计和原则

2.18本章小结

第三章实时操作系统uC/OS-II的移植

3.1 uC/OS-Ⅱ简介

3.2实时操作系统uC/OS-Ⅱ的移植

3.2.1移植规划

3.2.2启动代码的编写

3.2.3关于头文件include.h和config.h

3.2.4关于OS_CPU.H文件的修改

3.2.5关于OS_CPU_C.C文件的修改

3.2.6关于OS_CPU_A.S文件的修改

3.2.7 uC/OS-Ⅱ的开发调试环境

3.3本章小结

第四章系统软件的设计和实现

4.1 uC/OS-Ⅱ的多任务相关概念

4.2电力负荷控制终端的软件设计

4.2.1主函数体

4.2.2键盘和液晶显示程序

4.2.3 A/D采样程序及各电参数的计算

4.2.4电能计量芯片的读取程序

4.2.5实时时钟程序

4.3本章小结

第五章系统测试与结论

5.1系统测试

5.2结论

5.2.1总结

5.2.2不足

参考文献

作者在攻读学位期间公开发表的论文

致谢